【正文】 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 1 1. 概述 垃圾處理的最佳方式是綜合處理，由于城市垃圾處理方式和技術(shù)的選擇受垃圾成分、經(jīng)濟發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)、自然條件及傳統(tǒng)習慣因素的影響，因而每個城市的選擇可能各不相同，沒有統(tǒng)一和固定的模式。 在生活垃圾處理處置方式中，填埋無疑占據(jù)著舉足輕重的位置，從全球來看，填埋大約占到 70%左右，在各發(fā)達國家應(yīng)用非常廣泛，例如加拿大 1989 年衛(wèi)生填埋處置量占 82%； 1991 年英國、意大利年衛(wèi)生填埋處置量占其總處置量的 90%美國處置量為 72%，西班牙處置量為 75%，德國 1993 年衛(wèi)生填埋處置量占 73%。美 國聯(lián)邦環(huán)保局 (USEPA)和很多州都已詳細制定關(guān)于填埋場選址、設(shè)計、施工、運行、水氣監(jiān)測、環(huán)境美化，封閉性監(jiān)測以及維護年限的法規(guī) [2]。而在我國 ,由于經(jīng)濟技術(shù)水平等的原因，填埋所占的比例更高，達到 90%以上。雖然隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，在未來的 20 年內(nèi)，在擬建的垃圾處理項目中，填埋比例會稍有下降，但仍有大約 75%的項目采用填埋方式。同時在我國的《城市垃圾處理及其污染防治技術(shù)政策》中明確提出：以填埋為主的路線，因此填埋必將在今后很長一段時間內(nèi)占據(jù)主導地位，許多大中城市新建的垃圾填埋場，其日處理能力都達上千噸，總填 埋庫容達數(shù)千萬立方米。 項目概況 項目背景 生活垃圾，是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物。生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。城市生活垃圾亦稱城市固體廢物，是由城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)，以及市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、城市交通運輸、文教機關(guān)團體、行政事業(yè)、工礦企業(yè)等單位所排出的固體廢物。其主要組成為：廚余物、廢紙屑、廢塑料、廢橡膠制品、廢編織物、廢金屬、玻璃陶瓷碎 片、庭院廢物、廢舊家用電器、廢舊家具器皿、廢舊辦公用品、廢日雜用品、廢建筑材料、給水排水污泥等。 固體廢物，特別是有害固體廢物，如處理、處置不當，其中的有害物質(zhì)可以武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 2 通過環(huán)境介質(zhì) —— 大氣、土壤、地表或地下水體進入生態(tài)系統(tǒng)形成污染，對人體產(chǎn)生危害，同時破壞生態(tài)環(huán)境，導致不可逆生態(tài)變化。 （ 1）對土壤環(huán)境的影響：固體廢物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，導致可利用土地資源減少，而且如填埋處理不當，不進行嚴密的場地工程處理和填埋后的科學管理，容易污染土壤環(huán)境。 （ 2）對水體環(huán)境的影響：固體廢物可隨地表徑流 進入河流湖泊，或隨風遷徙落入水體，從而將有害物質(zhì)帶入水體，殺死水中生物，污染人類飲用水水源，危害人體健康；固體廢物產(chǎn)生的滲濾液危害很大，它可進入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水資源的水質(zhì)型短缺。 （ 3）對大氣環(huán)境的影響：對方的固體廢物中的細微顆粒、粉塵等可隨風飛揚，進入大氣并擴散到很遠的地方；一些有機固體廢物在適宜的溫度和濕度下還可發(fā)生生物降解，釋放出沼氣，在一定程度上消耗其上層空間的氧氣，使植物衰??；有毒有害廢物還可發(fā)生化學反應(yīng)生成有毒氣體，擴散到大氣中危害人體健康。 項目組成 本設(shè)計為初步設(shè)計，包括如下內(nèi)容： 垃圾衛(wèi)生填埋場：包括總平面布置，填埋工藝，滲濾液收集導排工程，地下水導排系統(tǒng)，填埋氣體收集與利用設(shè)計，環(huán)境監(jiān)測設(shè)計，封場工程等。 垃圾處理場場內(nèi)相關(guān)公用配套工程。例如：道路工程，圍墻與綠化工程，給水工程，消防工程，防洪系統(tǒng)工程，通訊工程，電氣工程等。 服務(wù)范圍和規(guī)模 結(jié)合中山市總體規(guī)劃，本工程服務(wù)范圍為該市部分城區(qū)的生活垃圾。服務(wù)人口 40 萬人，現(xiàn)狀垃圾產(chǎn)量 ，垃圾容重量 400kg/m3，服務(wù)年限 15年。在垃圾填埋 場建后，城市生活垃圾的年增長速率控制在 5%左右。 垃圾含水率為 60%80%， 由于垃圾中的含水率太高，故在垃圾填埋之前將其在固定垃圾堆放場地堆放 4～ 5天，待垃圾含水率降至 35%以后，再運往填埋場地進行填埋。該市的垃圾回收率約為 %。 主要工程和技術(shù)指標 本工程的技術(shù)指標見表 11 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 3 表 11 工程技術(shù)指標 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備注 1 垃圾年處理 最大 量 萬噸 /年 日處理 噸 2 使用年限 年 15 3 處理垃圾總量約為 萬噸 3 填 埋庫容 萬立方米 4 占地面積 萬平方米 5 管理區(qū) 萬平方米 6 填埋庫區(qū) 萬平方米 7 滲濾液處理規(guī)模 Qmax 立方米 /天 8 滲濾液平均處理量 立方米 /天 9 調(diào)節(jié)池的容積 立方米 設(shè)計原則和依據(jù) 設(shè)計原則 城市生活垃圾處理作為城市環(huán)境治理項目，應(yīng)在城市總體規(guī)劃的指導下，合理選擇場址、處理工藝，嚴格控制產(chǎn)生二次污染，防止對環(huán)境造成新的污染。 本設(shè)計主要遵循以下原則： ① 從環(huán)境學上看，場址應(yīng)遠離居民區(qū)，南海市主導風向是東南風，因此填埋場要建在居民區(qū)的西北方向，并且要遠離水源，一般設(shè)在地下水水流向的下游地區(qū)。 ② 從經(jīng)濟學上看，此填埋場滿足一定的庫容量，能容納 526t/d 的垃圾處理量； 緊挨填埋場有水、電源及公路 ，場址交通方便，運距合理；場址周圍有相當數(shù)量的粘土石料，用于天然防滲層和覆蓋層的粘土等。 ③ 從工程學方面看，場地有適當?shù)淖匀坏匦巫鳛樘盥窨臻g其地形、地貌及土壤條件適當；天然地層滲透性系數(shù)達到 9*104 m/s ，并且場底表土厚度 ，平均 ，所以具有一定的厚度，其地質(zhì)條件很好；場址地下水穩(wěn)定水位埋深 ，確保了地下水的安全。 ④ 從政策法規(guī)上看，此填埋場的建立符合城市發(fā)展規(guī)劃，符合當?shù)爻鞘协h(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 4 ⑤ 貫徹國家有關(guān)方針政策，在城市總體規(guī)劃指導下，從當?shù)乩Y源的實際情況出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧垃圾資源的綜合利用和合理利用，搞好能源轉(zhuǎn)化，提高利用率，減少占地，逐步實現(xiàn)垃圾處理無害化、減量化和資源化，以取得較好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。 ⑥ 堅持因地制宜，從實際出發(fā)選擇合理的技術(shù)方案，走符合國情的路子。根據(jù)國家的垃圾處理技術(shù)政 策，結(jié)合本地區(qū)的實際情況，尋求垃圾處理的技術(shù)和模式，形成多類型、多層次的配套技術(shù)。 ⑦ 堅持科學態(tài)度，積極采用新工藝、新材料、新設(shè)備，不斷改進及完善垃圾處理設(shè)施的建設(shè)，為環(huán)衛(wèi)事業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。 ⑧ 從實際出發(fā)，正確處理需要與可能、近期與遠期的關(guān)系，做到遠近結(jié)合、量力而行、留有余地、務(wù)求實效。 設(shè)計依據(jù) 《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》 《生活垃圾填埋生物處理技術(shù)》 《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)》 《城市固體滲濾液處理與處置》 《城市固體廢物管理與處理處置技術(shù)》 《三廢處理 工程技術(shù)手冊》 《聚乙烯土工膜防滲工程技術(shù)規(guī)范》 《生活垃圾填埋污染控制標準》 《固體廢物的處理與處置》 《 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范 》 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 5 2. 工程建設(shè)規(guī)模與處理工藝 衛(wèi)生填埋處理工藝 工藝的確定 處理方法的確定 現(xiàn)在城市生活垃圾處理方法有三種：衛(wèi)生填埋，焚燒，堆肥。 其方法如下： 焚燒 ： 焚燒法是一種高溫熱處理技術(shù)，即以一定量的過?？諝馀c被處理的有機廢物在焚燒爐內(nèi)進行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中有還有毒物質(zhì)在 800—— 1200℃的高溫下氧化、熱解 而被破壞，是一種可同時實現(xiàn)廢物無害化、減量化和資源化的處理技術(shù)。 堆肥 ： 堆廢化是在控制條件下，利用自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，促進來源于生物的有機廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用，使可被生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學過程。 堆肥化系統(tǒng)的分類：按溫度分為中溫堆肥和高溫堆肥；按技術(shù)分為露天堆肥和機械密封堆肥。 衛(wèi)生填埋 ： 衛(wèi)生填埋是“利用工程手段，采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對水體和大氣的污染，并將垃圾壓實減容至最小，填埋占地面積也最小。在每天操作結(jié)束或每隔一定時間用土覆蓋，使整個過程 對公共安全及環(huán)境均無危害” 的一種土地處理垃圾方法。 固體廢物填埋場的構(gòu)筑方式和填埋方式與地形地貌有關(guān)，可分為山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分為地上式、地下式和半 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 6 圖 21 四種填埋場類型 本次填埋場設(shè)計選用第三種半地上半地下式填埋場設(shè)計。 焚燒需要垃圾有一定的熱值，并且對垃圾成分有很高的要求，處理費用相對較高；回收利用更是一種費用高并且對于分類和后期處理有很高要求的一種方法；衛(wèi)生填埋是近年來城市生活垃圾處理用的比較多的方法，因為它對于經(jīng)費要求不是很高，對于處理也不是很高科技化，并且衛(wèi)生 填埋會產(chǎn)生一些可以利用的東西，填埋產(chǎn)生的氣體和填埋產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理后都可以回收利用。 堆肥技術(shù)有敞開式靜態(tài)堆肥和機械化高溫堆肥二種方式，其好處在于能變廢為用，在一定程度上實現(xiàn)垃圾處理的資源化目的，但是，由于近年來居民生活水平的提高和生活結(jié)構(gòu)的改變，廢舊塑料、廢舊玻璃垃圾量劇增，如果沒有進行對這種垃圾的分類收集和預分選，很難進行堆肥處理。 所以本次課設(shè)選擇衛(wèi)生填埋方法。 衛(wèi)生填埋類型 的確定 衛(wèi)生填埋技術(shù)始于 20世紀 60年代，它是在傳統(tǒng)的堆放、填坑基礎(chǔ)上，出于保護環(huán)境的目的而發(fā)展起來的一項工程技術(shù)。衛(wèi)生填埋必須 進行科學選址、場地防護處理、周密的填埋計劃、滲出液收集和處理、填埋氣收集和處理、嚴格的監(jiān)武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 7 測網(wǎng)絡(luò)、最終封場與土地恢復利用等多項工序才能建成。衛(wèi)生填埋的類型 主要有主要有厭氧、好氧和半好氧三種。 其主要特點如下表 21： 表 21 填埋類型的特點 填埋類型 特點及應(yīng)用情況 厭氧填埋 操作簡單，施工費用低，可回收甲烷氣體，目前廣泛采用。 好氧和半好氧填埋 分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時間短，但工藝要求較復雜，費用較高，尚處于研究階段。 考慮到厭氧填埋過程簡單，不需要通風設(shè)備；過程可控性、降解快、生產(chǎn)過程全封閉；資源效 果好，可將潛在與廢棄有機物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣；產(chǎn)物可再利用，經(jīng)厭氧硝化后的廢物基本得到穩(wěn)定； 綜合以上因素本次設(shè)計選擇厭氧填埋。 填埋作業(yè)流程 此生活垃圾衛(wèi)生填埋場為平原型的，因此我們不考慮對場地進行大幅度平整，只需進行小范圍的平整，同時同時對場底進行平整、夯實、鋪設(shè)防滲系統(tǒng)。 根據(jù)處理物料和《城市生活垃圾填埋技術(shù)標準》以及工程地質(zhì)條件，本設(shè)計采用改良型厭氧衛(wèi)生填埋工藝，主要生產(chǎn)工藝流程如圖 21 和 22所示 圖 21 垃圾預處理回收流程圖 破碎：減少廢物顆粒粒 度，為后續(xù)分選做準備。 磁選：利用黑色金屬與其它物料磁性的差異，分選回收黑色金屬。 篩選：利用可堆腐廢物與無機廢物粒度的差異將它們彼此分離。 武 漢理工大學《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計 8 堆肥：分選得到的可堆腐廢物進行堆肥處理，獲得堆肥?？啥迅瘡U物經(jīng)過堆肥后